DE102019006844B3

DE102019006844B3 - Extruder mit einer Schnecke mit Dichtzone

Info

Publication number: DE102019006844B3
Application number: DE102019006844.0A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-10-01
Filing date: 2019-10-01
Publication date: 2020-12-03
Anticipated expiration: 2039-10-02

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Extruder mit mindestens einer Schnecke zur Verarbeitung eines mindestens teilweise schmelzeförmigen Verarbeitungsmaterials, wobei die Schnecke eine Dichtzone aufweist, wobei in der Dichtzone mindestens zwei Axialabschnitte AA21und AA22vorliegen, die sich in mindestens einem Vorförderbereich befinden. In axialer Richtung betrachtet liegt der Axialabschnitt AA22nach dem Axialabschnitt AA21. Dabei weist der Axialabschnitt AA21eine höhere Gangzahl auf als der Axialabschnitt AA22.

Description

Die Erfindung betrifft einen Extruder mit mindestens einer Schnecke mit Dichtzone und dabei insbesondere die Ausgestaltung der Dichtzone. In dem Extruder soll ein Verarbeitungsmaterial verarbeitet werden können. Dabei soll das Verarbeitungsmaterial mindestens zum Teil aufschmelzbar sein und der aufschmelzbare Anteil mindestens teilweise vor der Zugabe in den Extruder aufgeschmolzen sein. Mit anderen Worten ist das Verarbeitungsmaterial vor Zugabe in den Extruder mindestens teilweise schmelzeförmig. Neben dem aufschmelzbaren Anteil können nicht aufschmelzbare Komponenten, z.B. Holz, Kalziumcarbonat, Sand, Fasern, z.B. Glas- und Kohlestofffasern sowie Ruß, mineralische Substanzen oder ähnliches, enthalten sein. Bevorzugt sollen thermoplastische Polymere und für die Verarbeitung benötigte Additive oder Füllstoffe mit dem Extruder verarbeitet werden.
Zusätzlich können dem Extruder auch andere Materialien als Schmelze, in flüssigem oder gasförmigem Zustand, zugeführt werden, die mindestens teilweise auch am Ende des Extruders in der Schmelze vorliegen können. Auch ist die Zuführung von festen und flüssigen Materialien möglich, die erst durch eine weitere Temperaturzuführung bzw. Scherung flüssig oder gasförmig werden.
Ein bevorzugter Einsatz der Schnecke mit Dichtzone ist in einem Extruder, in dem das Verarbeitungsmaterial homogenisiert wird.
Ein weiterer bevorzugter Einsatz der Schnecke mit Dichtzone ist in einem Extruder, wo dem Verarbeitungsmaterial Bestandteile, z.B. flüssige oder gasförmige Substanzen, entzogen werden.
Ein weiterer bevorzugter Einsatz der Schnecke mit Dichtzone ist in einem Kühl- oder Temperierextruder, in dem die Temperatur des bereits vorab mindestens teilweise aufgeschmolzenen Verarbeitungsmaterials reduziert oder auf einem bestimmten Niveau gehalten werden soll.
Extruder mit Schnecken sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt und bewährt. Sie dienen beispielsweise in der Kunststoffverarbeitung der Plastifizierung eines zunächst meistens granulat- oder pulverförmig vorliegenden Materials, zumeist Kunststoffrohmaterials, sowie der Förderung der erzeugten Schmelze und dem Druckaufbau für ein nachfolgendes Werkzeug, zum Beispiel ein Spritzgießwerkzeug oder ein Extrusionswerkzeug.
In Kühlextrudern dienen sie dazu, ein bereits mindestens teilweise aufgeschmolzenes Verarbeitungsmaterial auf ein bestimmtes Temperaturniveau zu kühlen und dabei möglichst weiter zu homogenisieren.
Wird das Verarbeitungsmaterial dem Extruder zumindest teilweise in aufgeschmolzenem Zustand zugeführt, liegt an der Zuführung ein Druck vor. Dieser Druck kann klein sein, aber auch mehrere hundert bar betragen. Da die im Extruder befindliche Schnecke über einen Motor oder ähnliches angetrieben werden muss, muss die Schnecke zwischen der Motoraufnahme und der Zuführung des Verarbeitungsmaterials eine Dichtung aufweisen, um einen Austritt des Verarbeitungsmaterials oder anderer oben erwähnten Bestandteile in Richtung Schneckenaufnahme zu verhindern oder zumindest zu reduzieren.
Im Folgenden wird auf eine axiale Richtung oder eine axiale Länge Bezug genommen. Mit der axialen Richtung ist die Richtung entlang der Schneckenachse gemeint. Diese ist in 1 mit dem Pfeil 101 gekennzeichnet. Die axiale Länge einer Zone, eines Bereichs, eines Abschnitts oder eines Teils ist dabei die Längenausprägung entlang der Schneckenachse.
Die Schnecke ist während des Betriebs in einem Zylinder in einer sogenannten Zylinderbohrung verbaut. Wenn im Folgenden auf eine Zylinderwand oder Zylinderwandung verwiesen wird, ist damit die Innenwand dieses Zylinders gemeint, also mit anderen Worten, die Wandung der Zylinderbohrung.
Der sogenannte Schneckendurchmesser entspricht bis auf ein kleines, technisch übliches, sogenanntes Schneckenspiel, dem Durchmesser der Zylinderbohrung. Das Schneckenspiel liegt in den Bereichen, in denen das Verarbeitungsmaterial mindestens teilweise als Schmelze vorliegt üblicher Weise zwischen 0,05 mm und 0,3 mm.
Bei einem Zylinder mit einem Bohrungsdurchmesser von z.B. 70 mm abzüglich oder zuzüglich von Fertigungstoleranzmaßen und einer Schnecke mit einem Schneckenspiel zur Zylinderwandung ist im Sprachgebrauch der Schneckendurchmesser üblicherweise ebenfalls 70 mm.
Üblicherweise werden diverse Angaben, zum Beispiel Längenangaben in Abhängigkeit vom Schneckendurchmesser angegeben. So wird zum Beispiel die Länge einer Zone von 210 mm bei einer Schnecke, die in einem Zylinder mit einem Bohrungsdurchmesser von 70 mm betrieben wird als eine Länge von 3 Schneckendurchmessern angegeben.
Ein Schneckensteg verläuft spiralförmig mit einer Gangsteigung um die Schnecke herum. Quer zu dieser Richtung liegen neben dem Schneckensteg Schneckenkanäle vor. Diese beiden Schneckenkanäle weisen dabei sogenannte Gangtiefen auf. Dabei ist die Gangtiefe der radiale Abstand des Schneckengrundes zur Zylinderwandung, zumeist abzgl. des sogenannten Schneckenspiels.
In 1 dreht die Schnecke in axialer Richtung betrachtet entgegen dem Uhrzeigersinn oder mit anderen Worten in axialer Richtung betrachtet nach links. Die Schneckenkanäle und die Schneckenstege und die dazugehörigen Gangsteigungen der Schneckenkanäle verlaufen in axialer Richtung betrachtet im Uhrzeigersinn um die Schnecke oder mit anderen Worten in axialer Richtung betrachtet nach rechts.
Wenn in der vorliegenden Anmeldung die Höhen von zwei Gangsteigungen miteinander verglichen werden, werden dabei grundsätzlich die absoluten Beträge der Gangsteigung verglichen. Es ist bei dem Vergleich der Höhen also nicht von Bedeutung, ob der Schneckensteg oder der Schneckenkanal im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn um die Schneckenachse verläuft.
Zunächst sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie „ein“, „zwei“ usw. im Regelfall als „mindestens“-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...“, „mindestens zwei ...“ usw., sofern sich nicht aus dem jeweiligen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann offensichtlich oder technisch zwingend ist, dass dort nur „genau ein ...“, „genau zwei ...“ usw. gemeint sein können.
Im Folgenden werden mehrere Zonen, Bereiche und Abschnitte der Schnecke unterschieden, dabei sind Zonen Teile der Schnecke, Bereiche Teile der Zonen und Abschnitte Teile der Bereiche. Die im Folgenden verwendeten Bezugszeichen dienen dem besseren Verständnis und werden in 2 dargestellt und erläutert.
Die „Schneckenaufnahmezone“ (231) ist die axiale Zone auf der Schnecke, mit der diese z.B. mit einem Getriebe, einem Motor oder ähnlichem verbunden wird. Diese Verbindung ist im Allgemeinen zerstörungsfrei lösbar. Zumeist wird eine solche Verbindung über eine Vielkeilverzahnung, eine Passfeder oder ähnliches hergestellt. Endet z.B. die Passfedernut auf der Schnecke, so endet auch die Sch neckenaufnahmezone .
Die „Hauptzuführungszone“ (233) ist die axiale Zone der Schnecke, in der der größte Teil des Verarbeitungsmaterials oder das gesamte Verarbeitungsmaterial unter Druck dem Extruder zugeführt wird. Zu diesem Zweck befindet sich in dieser Zone im Schneckenzylinder eine Öffnung, wie z.B. eine Bohrung. Die Ausprägung der Öffnung in axialer Richtung definiert die axiale Länge der Hauptzuführungszone.
Die „Dichtzone“ (232) liegt axial betrachtet genau zwischen der Schneckenaufnahmezone und der Hauptzuführungszone. Dies gilt auch, wenn zwischen der Schneckenaufnahmezone und der Hauptzuführungszone weitere Bereiche liegen, in denen Material dem Extruder zugeführt oder vom Extruder abgeleitet wird.
In einer Schnecke liegen genau eine Dichtzone, eine Schneckenaufnahmezone und eine Hauptzuführungszone vor.
Ein „Staubereich“ bezeichnet einen axialen Bereich in der Dichtzone, in dem kein Schneckensteg vorliegt und der Abstand der Schnecke zur Zylinderbohrung dem Schneckenspiel entspricht. Liegen auf dem Umfang unterschiedliche Abstände der Schnecke zur Zylinderbohrung vor, ergibt sich der Abstand aus dem arithmetischen Mittel.
Ein „Fließbereich“ (234) bezeichnet einen axialen Bereich in der Dichtzone, in dem kein Schneckensteg vorliegt und der Abstand der Schnecke zur Zylinderbohrung größer ist als das Schneckenspiel. Liegen auf dem Umfang unterschiedliche Abstände der Schnecke zur Zylinderbohrung vor, ergibt sich der Abstand aus dem arithmetischen Mittel.
Ein „Rückförderbereich“ bezeichnet einen axialen Bereich in der Dichtzone, in dem die Gangsteigung des Schneckenkanals in die gleiche Richtung weist, wie die Drehbewegung der Schnecke.
Ein „Vorförderbereich“ (235) bezeichnet einen axialen Bereich in der Dichtzone, in dem die Gangsteigung des Schneckenkanals entgegen der Richtung der Drehbewegung der Schnecke weißt.
Staubereiche, Fließbereiche, Rückförderbereiche und Vorförderbereiche werden zusammen als Bereiche bezeichnet. Rückförderbereiche und Vorförderbereiche werden zusammen als Förderbereiche bezeichnet.
Ein „Axialabschnitt“ ist ein axialer Teil von genau einem Förderbereich. Liegen in einem Teil eines Förderbereichs eine konstante Gangtiefe, Gangsteigung und Gangzahl vor, beginnt der Axialabschnitt an der Stelle, ab der die konstante Gangtiefe, Gangsteigung und Gangzahl vorliegen und endet an der Stelle bis zu der die konstante Gangtiefe, Gangsteigung und Gangzahl vorliegen. Beginnt der Förderbereich mit einem Teil an dem eine konstante Gangtiefe, Gangsteigung und Gangzahl vorliegen, beginnt der Axialabschnitt mit dem Beginn des Förderbereichs. Endet der Förderbereich mit einem Teil an dem eine konstante Gangtiefe, Gangsteigung und Gangzahl vorliegen, endet der Axialabschnitt mit dem Ende des Förderbereichs. Änderungen in der Gangtiefe und Gangsteigung, die fertigungsbedingt am Anfang oder Ende eines Schneckenkanals auftreten können, werden in diesem Zusammenhang nicht berücksichtigt, also dem Axialabschnitt zugeordnet.
Ändert sich in einem Förderbereich an einer axialen Position die Gangsteigung und/oder die Gangtiefe und/oder die Gangzahl und es liegen vor und nach dieser axialen Position jeweils konstante Gangtiefen, Gangsteigungen und Gangzahlen vor, beginnt an der axialen Position ein neuer Axialabschnitt.
Ändert sich die Gangtiefe und/oder Gangsteigung über einen axialen Teil, wie dies z.B. in einer Kompressionszone bei der Gangtiefe der Fall ist, beginnt mit der Änderung ein neuer Axialabschnitt. Dieser Axialabschnitt endet, sobald wieder eine konstante Gangtiefe und Gangsteigung vorliegen oder sich die Richtung der Änderung der Gangsteigung und/oder Gangtiefe ändert, also mit anderen Worten sich z.B. an einem Teil im Förderbereich, in dem sich die Gangtiefe verringert, ein Teil anschließt, in dem sich die Gangtiefe erhöht. Beginnt der Förderbereich mit einem axialen Teil in dem sich die Gangtiefe und/oder Gangsteigung ändert, beginnt der Axialabschnitt mit dem Beginn des Förderbereichs. Endet der Förderbereich mit einem axialen Teil in dem sich die Gangtiefe und/oder Gangsteigung ändert, endet der Axialabschnitt mit dem Ende des Förderbereichs.
Ein Förderbereich kann aus einem oder mehreren Axialabschnitten bestehen. Eine Dichtzone kann einen oder mehrere Bereiche aufweisen.
Eine Vielzahl von unterschiedlich ausgestalteten Schnecken mit Dichtzone findet sich im Stand der Technik. Im Folgenden wird nur auf die Schnecken mit Dichtzone eingegangen, bei denen eine Dichtung über die Schmelze erfolgt, da dies Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
Die DE43 33 233 A1 sieht zwischen der Schneckenaufnahmezone und der Hauptzuführungszone eine Dichtzone vor, die einen Vorförderbereich (bestehend aus einem Einzugsschneckenteil, einem Kompressionsteil und einem Meteringteil), sowie einen Fließbereich und einem Staubereich (Blisterteil) aufweist. Dem Einzugsschneckenteil zugeführtes Granulat soll dabei aufschmelzen und die Einschnecke abdichten. Vorteilhaft wirkt sich dabei aus, dass das Material in der Dichtzone ständig erneuert wird. Von wirtschaftlichem Nachteil ist, dass für die Zuführung zusätzliche Geräte, z.B. mindestens eine Schüttelrinne notwendig ist und sich Störungen der Materialzuführung negativ auf die Produktherstellung auswirken können. Des Weiteren bietet der beschriebene Aufbau bei abruptem Stillstand der Schnecke kein großes Gegendruckpotential, was bei dem Stillstand zu einem Ableiten von Schmelze Richtung Schneckenaufnahmezone führen kann.
Die DE19810324 A1 sieht zwischen der Schneckenaufnahmezone und der Hauptzuführungszone eine Dichtzone vor, die einen Vorförderbereich und einen Staubereich aufweist. Dem Vorförderbereich wird über einen weiteren Extruder eine Schmelze zugeführt, wobei der Vorförderbereich diese Schmelze in das Verarbeitungsmaterial fördert. Vorteilhaft wirkt sich dabei aus, dass das Material in der Dichtzone ständig erneuert wird. Von erheblichem wirtschaftlichem Nachteil ist, dass für die Zuführung ein zusätzlicher Extruder notwendig ist und sich Störungen dieses Extruders negativ auf die Produktherstellung auswirken können. Des Weiteren bietet der beschriebene Aufbau bei abruptem Stillstand der Schnecke kein großes Gegendruckpotential, was bei dem Stillstand zu einem Ableiten von Schmelze Richtung Schneckenaufnahmezone führen kann.
Die DE 23 28 689 A1 sieht in einer Schneckenmaschine mit Rückwärtsentgasung zwischen einer Entgasungsöffnung und einer Austragsöffnung eine Zugabeöffnung vor. Zwischen der Entgasungsöffnung und der Zugabeöffnung liegt eine Zone vor, in der Vorförderbereiche mit unterschiedlichen Gangsteigungen eingesetzt werden. Außerdem wird die Möglichkeit beschrieben Knetelemente unterschiedlicher Art einzusetzen. Vorförderbereiche mit unterschiedlichen Gangzahlen werden nicht vorgeschlagen. An keiner Stelle wird eine Ausgestaltung vorgeschlagen, um zwischen der Entgasungsöffnung und der Zuführöffnung einen hohen Druckaufbau bei drehender Schnecke und einen hohen Druckverlust bei stehender Schnecke zu erreichen. Vielmehr sollen Gase nicht zurückgehalten werden, sondern in Richtung der Entgasungsöffnung strömen können, was nur möglich ist, wenn zwischen der Entgasungsöffnung und der Zugangsöffnung kein Druck aufgebaut wird, was wiederum nur möglich ist, wenn Bereiche nicht voll mit Material gefüllt sind. Nähere Angaben zum Zustand des Behandlungsgutes bei der Zugabe werden ebenfalls nicht gemacht.
Die JP 2011-245 721 A beschreibt eine Entgasungsvorrichtung die unter anderem eine Schnecke aufweist. Die Entgasungsvorrichtung soll in der Mitte eines Doppelschneckenextruders in einem Entgasungsbereich zum Einsatz kommen. Die Schnecke der Entgasungsvorrichtung weist am Ende zum Doppelschneckenextruder einen Vorförderbereich auf, um Schmelze zurückzuhalten. Über den Großteil der Schnecke liegt ein Rückförderbereich vor, der kondensierte monomere Bestandteile in Richtung Schneckenaufnahmezone führt und letztlich über eine Rohrleitung in einen Entsorgungsbereich leitet, um eine Verstopfung der Schnecke der Entgasungsvorrichtung zu verhindern und so eine Verbindung zur Vakuumpumpe freizuhalten, die über eine Rohrleitung mit dem Zylinder der Entgasungsvorrichtung verbunden ist, in dem sich die Schnecke der Entgasungsvorrichtung befindet. Die Schnecke der Entgasungsvorrichtung soll also nicht das Verarbeitungsmaterial verarbeiten, sondern lediglich kondensiertes Material in einen Entsorgungsbereich führen. Im Bereich der Schnecke der Entagsungsvorrichtung liegt an keiner Stelle ein Druck oberhalb des Umgebungsdrucks vor, da die Entgasungsvorrichtung im Entgasungsbereich des Doppelschneckenextruders zum Einsatz kommt, in dem zur ordnungsgemäßen Funktion Umgebungsdruck oder Unterdruck vorliegen muss. Des Weiteren befindet sich in keinem axialen Teil der Schnecke der Entgasungsvorrichtung die Hauptzuführungszone des Extruders.
Die JP S48 32 156 A beschreibt einen Extruder mit einer Schnecke, die eine Zone zwischen der Schneckenaufnahmezone und einer Zuführungszone aufweist, die einen Rückförderbereich und ggf. einen Staubereich aufweist. Außerdem kann ggf. in der Zone eine weitere Zuführzone vorliegen. Die zurückgeführte Schmelze erzeugt vor der Schneckenaufnahmezone eine sogenannte Schmelzedichtung. Durch ein Überlaufventil kann Schmelze entweichen. Durch das Überlaufventil soll verhindert werden, dass ein festgelegter Druck nicht überschritten wird. Die JP S48 32 156 A sieht keine Steuerung oder Regelung dieses Ventils vor, um den Durchfluss oder den Druckverlust zu steuern oder zu regeln und so bestimmten Zuständen im Extruder anzupassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stellen.
Die vorliegende Anmeldung hat sich zum Ziel gesetzt nicht nur während der Produktion der Anlage mit einer drehenden Schnecke in der Dichtzone ein hohes Druckaufbaupotential und damit eine hohe Dichtwirkung zu gewährleisten. Die Ausgestaltung der Dichtzone soll auch während eines Stillstands der Anlage, also bei einer nicht drehenden Schnecke, dafür sorgen, dass während eines Druckausgleichsprozesses das Verarbeitungsmaterial möglichst nicht oder nur vermindert in Richtung Schneckenaufnahmezone geleitet wird.
Mit anderen Worten soll die Schnecke erfindungsgemäß eine Dichtzone aufweisen, die sowohl bei drehender Schnecke ein hohes Druckaufbaupotential, als auch bei stehender Schnecke einen möglichst hohen Druckverlust in Richtung Schneckenaufnahmezone aufweist.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst die oben genannte Aufgabe ein Extruder mit mindestens einer Schnecke zur Verarbeitung eines mindestens teilweise schmelzeförmigen Verarbeitungsmaterials, wobei die Schnecke eine Dichtzone aufweist, wobei in der Dichtzone mindestens zwei Axialabschnitte AA₂₁ und AA₂₂ vorliegen, die sich in mindestens einem Vorförderbereich befinden. Mit anderen Worten liegen die mindestens zwei Axialabschnitte in einem Vorförderbereich vor oder verteilen sich auf mehrere Vorförderbereiche. In axialer Richtung betrachtet liegt der Axialabschnitt AA₂₂ nach dem Axialabschnitt AA₂₁. Dabei weist der Axialabschnitt AA₂₁ eine höhere Gangzahl auf als der Axialabschnitt AA₂₂. Bevorzugt weist der Axialabschnitt AA₂₁ eine höhere Gangsteigung auf als der Axialabschnitt AA₂₂.
Durch die erfinderische Ausgestaltung wird in der Dichtzone ein Druckverlauf erzeugt, der in axialer Richtung betrachtet zunächst sehr stark ansteigt und danach über eine längere axiale Strecke auf einem hohen Niveau konstant ist oder leicht ansteigt bzw. fällt. Durch die erfinderische Ausgestaltung ist es möglich, diesen Druckaufbau mit kleinen Gangtiefen zu erreichen. Auf diese Weise baut die Dichtzone nicht nur während die Schnecke dreht frühzeitig einen hohen Druck auf, sondern weist im Stillstand der Schnecke einen hohen Druckverlust auf.
Bevorzugt ist die Gangzahl in Axialabschnitt AA₂₁ dabei mindestens 1,2-mal, besonders bevorzugt mindestens 1,5-mal, besonders bevorzugt mindestens 2-mal so hoch wie die Gangzahl in Axialabschnitt AA₂₂.
Bevorzugt ist die Gangsteigung in Axialabschnitt AA₂₁ dabei mindestens 1,2-mal, besonders bevorzugt mindestens 1,5-mal, besonders bevorzugt mindestens 2-mal so hoch wie die Gangsteigung in Axialabschnitt AA₂₂.
Bevorzugt ist der Axialabschnitt AA₂₂ in axialer Richtung mindestens 2-mal so lang wie der Axialabschnitt AA₂₁, besonders bevorzugt mindestens 3-mal so lang.
Bevorzugt liegt mindestens ein weiterer Axialabschnitt nach dem Axialabschnitt AA₂₂ vor, wobei die Gangzahl und/oder die Gangsteigung des jeweils weiteren Axialabschnittes kleiner ist als die Gangzahl und/oder Gangsteigung des jeweils im gleichen oder einem anderen Vorförderbereich axial davor liegenden Axialabschnitts.
Bevorzugt verteilen sich die mindestens zwei Axialabschnitte auf mehrere Vorförderbereiche, die bevorzugt durch mindestens einen Fließbereich voneinander getrennt sind. Auf diese Weise ist eine wirtschaftlichere Fertigung möglich.
Bevorzugt liegt nach dem mindestens einen Vorförderbereich ein Rückförderbereich vor. Bevorzugt weißt der mindestens eine Rückförderbereich eine Gangsteigung auf, die kleiner ist, als die Gangsteigung von mindestens einem davor liegenden Axialabschnitt der in einem Vorförderbereich liegt.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die oben genannte Aufgabe ein Extruder mit mindestens einer Schnecke zur Verarbeitung eines mindestens teilweise schmelzeförmigen Verarbeitungsmaterials, wobei die Schnecke eine Dichtzone aufweist, wobei die Dichtzone mindestens einen Vorförderbereich und mindestens einen Rückförderbereich aufweist. In axialer Richtung betrachtet liegt der Rückförderbereich nach dem Vorförderbereich. Der Vorförderbereich weist mindestens einen Axialabschnitt AA₃₁ auf und der Rückförderbereich weist mindestens einen Axialabschnitt AA₃₃ auf. Dabei weist der Axialabschnitt AA₃₁ eine höhere Gangsteigung auf als der Axialabschnitt AA₃₃. Bevorzugt weist der Axialabschnitt AA₃₁ eine höhere Gangzahl auf als der Axialabschnitt AA₃₃.
Auf diese Weise wird in der Dichtzone ein Druckverlauf erzeugt, der in axialer Richtung betrachtet zunächst sehr stark ansteigt und danach auf das Druckniveau an der Hauptzuführungszone fällt. Hierdurch liegt in axialer Richtung betrachtet vor der Hauptzuführungszone ein höherer Druck vor als in der Hauptzuführungszone. Auf diese Weise liegt innerhalb eines Teils der Dichtzone ein Druck vor, der höher ist, als der Druck in der Hauptzuführungszone. So wird die Dichtigkeit in der Dichtzone während die Schnecke dreht noch weiter erhöht. Durch die erfinderische Ausgestaltung ist es möglich, diesen Druckverlauf mit kleinen Gangtiefen zu erreichen. Auf diese Weise liegt in der Dichtzone im Stillstand der Schnecke ein hoher Druckverlust vor.
Bevorzugt ist die Gangzahl in Axialabschnitt AA₃₁ dabei mindestens 1,2-mal, besonders bevorzugt mindestens 1,5-mal, besonders bevorzugt mindestens 2-mal so hoch wie die Gangzahl in Axialabschnitt AA₃₃.
Bevorzugt ist die Gangsteigung in Axialabschnitt AA₃₁ dabei mindestens 1,2-mal, besonders bevorzugt mindestens 1,5-mal, besonders bevorzugt mindestens 2-mal so hoch wie die Gangsteigung in Axialabschnitt AA₃₃.
In einer besonderen alternativen Ausgestaltung liegt zwischen den Axialabschnitten AA₃₁ und AA₃₃ mindestens ein weiterer Axialabschnitt vor, wobei der weitere Axialabschnitt im gleichen Vorförderbereich wie der AxialabschnittAA₃₁ oder in einem anderen Vorförderbereich liegen kann. Dabei weist der jeweils weitere Axialabschnitt eine niedrigere Gangsteigung auf als der jeweils im gleichen oder einem anderen Vorförderbereich axial davor liegende Axialabschnitt. Bevorzugt weist der jeweils weitere Axialabschnitt eine niedrigere Gangzahl auf als der jeweils im gleichen oder einem anderen Vorförderbereich axial davor liegende Axialabschnitt.
Bevorzugt ist die Summe der axialen Längen aller weiteren Axialabschnitte mindestens 2-mal so lang wie die axiale Länge des Axialabschnitts AA₃₁, besonders bevorzugt mindestens 3-mal so lang.
Auf diese Weise wird in der Dichtzone ein Druckverlauf erzeugt, der in axialer Richtung betrachtet zunächst sehr stark ansteigt und danach über eine längere axiale Strecke auf einem hohen Niveau konstant ist oder leicht ansteigt bzw. fällt und dann stark abfällt. Auf diese Weise liegt innerhalb der Dichtzone auf einem längeren Teil ein Druck vor, der höher ist, als der Druck in der Hauptzuführungszone. So wird die Dichtigkeit in der Dichtzone während die Schnecke dreht noch weiter erhöht. Durch die erfinderische Ausgestaltung ist es möglich, diesen Druckverlauf mit kleinen Gangtiefen zu erreichen. Auf diese Weise liegt in der Dichtzone im Stillstand der Schnecke auch ein hoher Druckverlust vor.
Bevorzugt weist der Axialabschnitt AA₃₃ in axialer Richtung eine Länge von maximal 20% der axialen Länge der Dichtzone auf, besonders bevorzugt maximal 15%, besonders bevorzugt maximal 10 %.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des zweiten Aspektes mit dem Gegenstand des ersten Aspektes der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung löst die oben genannte Aufgabe ein Extruder mit mindestens einer Schnecke zur Verarbeitung eines mindestens teilweise schmelzeförmigen Verarbeitungsmaterials, wobei die Schnecke eine Dichtzone aufweist und eine Ableitung mindestens eines Teils des Verarbeitungsmaterials aus dem Extruder in der Dichtzone durch mindestens eine Komponente erfolgt, deren Druckverlust und/oder Durchfluss veränderbar ist, indem der Zustand mindestens eines Bauteils BT der Komponente gesteuert oder geregelt wird.
Bevorzugt ist das Bauteil BT ein Ventil, eine Drossel, eine Armatur oder ähnliches.
Bevorzugt wird das Bauteil BT elektromechanisch, elektromotorisch, elektropneumatisch oder elektrohydraulisch gesteuert oder geregelt.
Bevorzugt ist die abgeleitete Menge kleiner als 2%, bevorzugt kleiner als 1%, besonders bevorzugt kleiner als 0,5% des in der Hauptzuführungszone zugeführten Verarbeitungsmaterials. Auf diese Weise kann das Verarbeitungsmaterial innerhalb mindestens eines Teils der Dichtzone wirtschaftlich erneuert und damit Ablagerungen, Degradierung und Rückfluss in den Extruder verhindert oder vermindert werden. Bevorzugt findet dieses Ableiten kontinuierlich statt. Bevorzugt findet dieses Ableiten in einer alternativen Ausgestaltung diskontinuierlich statt.
Dabei kann die Ableitung nur in einem begrenzten Zeitraum stattfinden, z.B. nur bei einer stehenden Schnecke so lange, bis ein Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Extruders und der Umgebung stattgefunden hat. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Komponente und das Bauteil BT so ausgestaltet sind, das während die Schnecke dreht kontinuierlich oder diskontinuierlich eine geringe Menge Verarbeitungsmaterial abgeleitet wird und während die Schnecke nicht dreht zeitlich begrenzt eine größere Menge Verarbeitungsmaterial abgeleitet wird.
Bevorzugt ist die Komponente temperiert.
Bevorzugt ist ein Teil der Komponente eine Rohrleitung. Bevorzugt befindet sich um mindestens einen Teil der Komponente ein Heizelement.
So besteht die Möglichkeit, z.B. ein Ventil bei Stillstand der Schnecke zu öffnen und den Abfluss des Verarbeitungsmaterials in z.B. der Rohrleitung zu erleichtern und somit den unerwünschten Abfluss des Verarbeitungsmaterials Richtung Schneckenaufnahmezone zu verringern oder zu verhindern.
Außerdem soll in einer besonderen alternativen Ausgestaltung die Möglichkeit bestehen, die Steuerung des Bauteils BT an mindestens einen Druck innerhalb der Komponente und/oder Dichtzone und/oder Extruder und/oder der Gesamtanlage, in der sich der Extruder befindet, zu koppeln und damit den unerwünschten Abfluss des Verarbeitungsmaterials Richtung Schneckenaufnahmezone zu verringern oder zu verhindern.
Außerdem soll in einer besonderen alternativen Ausgestaltung die Möglichkeit bestehen, die Steuerung des Bauteils BT an die Drehzahl und/oder den Durchsatz und/oder mindestens eine Temperatur und/oder mindestens einen anderen Betriebswert des Extruders oder der Gesamtanlage, in der sich der Extruder befindet, zu koppeln und damit den unerwünschten Abfluss des Verarbeitungsmaterials Richtung Schneckenaufnahmezone zu verringern oder zu verhindern.
Außerdem soll in einer besonderen alternativen Ausgestaltung die Möglichkeit bestehen, die Steuerung des Bauteils BT mit einem Element, wie z.B. einem Schalter zu koppeln, das ein Signal erzeugt, wenn Verarbeitungsmaterial in einen dafür nicht vorgesehenen Bereich strömt, z.B. einen Fließbereich am Beginn der Dichtzone und damit den unerwünschten Abfluss des Verarbeitungsmaterials Richtung Schneckenaufnahmezone zu verringern oder zu verhindern.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des dritten Aspektes mit dem Gegenstand der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
Die folgenden Ausgestaltungen können einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ mit einem oder mehreren der vorher stehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombiniert werden.
Bevorzugt liegt in der Dichtzone mindestens ein Staubereich vor.
Bevorzugt liegt in der Dichtzone mindestens ein Fließbereich vor.
Bevorzugt liegt in der Dichtzone mindestens ein Staubreich und/oder ein Fließbereich zwischen zwei Förderbereichen vor.
In einer besonderen alternativen Ausgestaltung liegen in axialer Richtung betrachtet nach mindestens einem Vorförderbereich mindestens zwei Fließbereiche vor, die durch Staubereiche voneinander getrennt sind.
Bevorzugt wird innerhalb und/oder vor der Dichtzone dem Extruder kein Verarbeitungsmaterial und/oder anderes Material zugeführt.
Bevorzugt wird innerhalb und/oder vor der Dichtzone dem Extruder Verarbeitungsmaterial und/oder ein anderes Material zugeführt.
Besonders bevorzugt wird dem Extruder innerhalb und/oder vor und/oder nach der Dichtzone ein Material zugeführt, dass eine geringere thermische Stabilität aufweist als die durchschnittliche thermische Stabilität des Verarbeitungsmaterials und/oder das schneller zum Abbau bei Scherbelastung neigt, als der durchschnittliche Abbau bei Scherbelastung des Verarbeitungsmaterials. Auf diese Weise kann das zugeführte Material den zumeist scherintensiven Bereich eines Aufschmelzextruders umgehen und damit einem geringeren Abbau unterworfen sein.
In einer besonderen alternativen Ausgestaltung weißt in axialer Richtung betrachtet der erste Vorförderbereich eine Gangzahl von mindestens 4 auf, bevorzugt von mindestens 5, besonders bevorzugt von mindestens 6. Auf diese Weise liegt bereits zu Beginn der Dichtzone ein hohes Druckaufbaupotential vor.
Bevorzugt weißt der Zylinder im axialen Bereich der Dichtzone mindestens einen Heizbereich und/oder mindestens einen Kühlbereich und/oder mindestens einen Temperierbereich auf.
Bevorzugt weißt der Zylinder außerhalb des axialen Bereichs der Dichtzone mindestens einen Heizbereich und/oder mindestens einen Kühlbereich und/oder mindestens einen Temperierbereich auf.
Die Erfindung soll im Folgenden anhand diverser Figuren erläutert werden.

1 zeigt schematisch und nicht maßstäblich eine Schnecke in einem Extruder.
2 zeigt schematisch und nicht maßstäblich die Zonenaufteilung am Beginn der Schnecke.
3 zeigt schematisch und nicht maßstäblich Bereiche innerhalb der Dichtzone.
4 zeigt schematisch und nicht maßstäblich eine Dichtzone einer Schnecke.
5 zeigt schematisch und nicht maßstäblich eine Dichtzone einer Schnecke nach Aspekt 1.
6 zeigt schematisch und nicht maßstäblich eine Dichtzone einer Schnecke nach Aspekt 2.
7 zeigt schematisch und nicht maßstäblich eine Dichtzone einer Schnecke nach Aspekt 3.

1 zeigt schematisch und nicht maßstäblich eine Schnecke 103, die sich in einem Extruder in dem Zylinder 104 befindet. Das Verarbeitungsmaterial wird durch die Bohrung 105 der Schnecke zugeführt. Die Ausrichtung der Schneckenachse und damit die axiale Richtung der Schnecke sind mit dem Pfeil 101 gekennzeichnet. Der Pfeil 102 kennzeichnet die Drehrichtung der Schnecke. Diese verläuft auf der Vorderseite der Zeichnung nach unten und damit in axialer Richtung betrachtet gegen den Uhrzeigersinn, bzw. nach links.
2 zeigt schematisch und nicht maßstäblich einen Teil der Schnecke 203 und des Zylinders 204. Die Ausrichtung der Schneckenachse und damit die axiale Richtung der Schnecke sind mit dem Pfeil 201 gekennzeichnet. Der Pfeil 202 kennzeichnet die Drehrichtung der Schnecke 203. Diese verläuft auf der Vorderseite der Zeichnung nach unten und damit in axialer Richtung betrachtet gegen den Uhrzeigersinn, bzw. nach links. Die gestrichelte Linie 211 kennzeichnet den Beginn der Schnecke. Die gestrichelte Linie 212 kennzeichnet das Ende der Passfedernut 206 in axialer Richtung. Zwischen den gestrichelten Linien 211 und 212 liegt die Schneckenaufnahmezone 231. Die gestrichelten Linien 213 und 214 kennzeichnen die Lage der Hauptzuführungszone 233 in axialer Richtung. Dabei beginnt die Hauptzuführungszone 233 sobald die Bohrung 205 im Zylinder in axialer Richtung beginnt und sie endet sobald die Bohrung 205 im Zylinder in axialer Richtung endet. Die Dichtzone 232 beginnt sobald die Schneckenaufnahmezone 231 endet, also mit der gestrichelten Linie 212. Die Dichtzone 232 endet, sobald die Hauptzuführungszone 233 beginnt, also mit der gestrichelten Linie 213. Im Sprachgebrauch liegt die Dichtzone 232 in axialer Richtung nach der Schneckenaufnahmezone 231 und in axialer Richtung betrachtet vor der Hauptzuführungszone 233. Die Dichtzone 232 beginnt mit dem Fließbereich 234, der mit der gestrichelten Linie 215 in axialer Richtung endet. Nach dem Fließbereich 234 liegt der Vorförderbereich 235, der mit der gestrichelten Linie in axialer Richtung beginnt und mit der gestrichelten Linie 213 in axialer Richtung endet und genau einen Axialabschnitt mit einer konstanten Gangzahl, Gangsteigung und Gangtiefe aufweist.
3 zeigt schematisch und nicht maßstäblich Bereiche innerhalb einer Dichtzone der Schnecke 303. Die Ausrichtung der Schneckenachse und damit die axiale Richtung der Schnecke sind mit dem Pfeil 301 gekennzeichnet. Der Pfeil 302 kennzeichnet die Drehrichtung der Schnecke 303. Diese verläuft auf der Vorderseite der Zeichnung nach unten und damit in axialer Richtung betrachtet gegen den Uhrzeigersinn, bzw. nach links. Am axialen Ende der Passfedernut 306 liegt die gestrichelte Linie 311, die das axiale Ende der Schneckenaufnahmezone und damit den axialen Beginn der Dichtzone kennzeichnet. Am axialen Beginn der Zylinderbohrung 305, die sich im Zylinder 304 befindet, liegt die gestrichelte Linie 320, die den axialen Beginn der Hauptzuführungszone und damit das axiale Ende der Dichtzone kennzeichnet. Die Dichtzone beginnt mit dem Fließbereich 331. Danach schließt sich der Vorförderbereich 332 an, der mit der gestrichelten Linie 312 beginnt und mit der gestrichelten Linie 314 endet. Der Vorförderbereich 332 unterteilt sich an der gestrichelten Linie 313 in zwei Axialabschnitte und zwar in einen ersten Axialabschnitt 339 und einen zweiten Axialabschnitt 340. Diese Axialabschnitte weisen unterschiedliche Gangzahlen auf. Nach dem Vorförderbereich 332 liegt der Fließbereich 333 und der Staubereich 334. Danach folgen der Vorförderbereich 335, der genau einen Axialabschnitt mit einer konstanten Gangzahl aufweist, ein weiterer Fließbereich 336 und der Rückförderbereich 337, der ebenfalls genau einen Axialabschnitt mit einer konstanten Gangzahl aufweist. Am Ende der Dichtzone liegt ein weiterer Fließbereich 338.
4 zeigt schematisch und nicht maßstäblich eine Dichtzone einer Schnecke 403. Die Ausrichtung der Schneckenachse und damit die axiale Richtung der Schnecke sind mit dem Pfeil 401 gekennzeichnet. Der Pfeil 402 kennzeichnet die Drehrichtung der Schnecke 403. Diese verläuft auf der Vorderseite der Zeichnung nach unten und damit in axialer Richtung betrachtet gegen den Uhrzeigersinn, bzw. nach links. Am axialen Ende der Passfedernut 406 liegt die gestrichelte Linie 411, die das axiale Ende der Schneckenaufnahmezone und damit den axialen Beginn der Dichtzone kennzeichnet. Die gestrichelte Linie 415 kennzeichnet das axiale Ende der Dichtzone. Die Dichtzone beginnt mit dem Fließbereich 431. Nach dem Fließbereich folgt an der gestrichelten Linie 412 der Vorförderbereich 432, der mit der gestrichelten Linie 414 endet. Der Vorförderbereich 432 unterteilt sich an der gestrichelten Linie 413 in zwei Axialabschnitte. Dabei weißt der erste Axialabschnitt 434 eine größere Gangsteigung auf und als der zweite Axialabschnitt 435. Die Dichtzone endet mit dem Fließbereich 433.
5 zeigt schematisch und nicht maßstäblich eine Dichtzone einer Schnecke 503 nach Aspekt 1. Die Ausrichtung der Schneckenachse und damit die axiale Richtung der Schnecke sind mit dem Pfeil 501 gekennzeichnet. Der Pfeil 502 kennzeichnet die Drehrichtung der Schnecke 503. Diese verläuft auf der Vorderseite der Zeichnung nach unten und damit in axialer Richtung betrachtet gegen den Uhrzeigersinn, bzw. nach links. Am axialen Ende der Passfedernut 506 liegt die gestrichelte Linie 511, die das axiale Ende der Schneckenaufnahmezone und damit den axialen Beginn der Dichtzone kennzeichnet. Die gestrichelte Linie 516 kennzeichnet das axiale Ende der Dichtzone. Die Dichtzone beginnt mit dem Fließbereich 531. Nach dem Fließbereich folgt an der gestrichelten Linie 512 der Vorförderbereich 532, der mit der gestrichelten Linie 515 endet. Der Vorförderbereich 532 unterteilt sich an den gestrichelten Linie 513 und 514 in drei Axialabschnitte. Dabei weißt der erste Axialabschnitt 534 eine größere Gangzahl auf als der danach liegende mittlere Axialabschnitt 535. Der letzte Axialabschnitt 536 weist eine kleinere Gangzahl auf als der davor liegende mittlere Axialabschnitt 535. Die Dichtzone endet mit dem Fließbereich 533.
6 zeigt schematisch und nicht maßstäblich eine Dichtzone einer Schnecke 603 nach Aspekt 2. Die Ausrichtung der Schneckenachse und damit die axiale Richtung der Schnecke sind mit dem Pfeil 601 gekennzeichnet. Der Pfeil 602 kennzeichnet die Drehrichtung der Schnecke 603. Diese verläuft auf der Vorderseite der Zeichnung nach unten und damit in axialer Richtung betrachtet gegen den Uhrzeigersinn, bzw. nach links. Am axialen Ende der Passfedernut 606 liegt die gestrichelte Linie 611, die das axiale Ende der Schneckenaufnahmezone und damit den axialen Beginn der Dichtzone kennzeichnet. Die gestrichelte Linie 612 kennzeichnet das axiale Ende der Dichtzone. Die Dichtzone beginnt mit dem Fließbereich 631. Nach dem Fließbereich folgt der Vorförderbereich 632, der genau einen Axialabschnitt mit einer konstanten Gangsteigung, Gangtiefe und Gangzahl aufweist. Am Ende der Dichtzone liegt der Fließbereich 637. Vor dem Fließbereich liegt der Rückförderbereich 636, der genau einen Axialabschnitt mit einer konstanten Gangsteigung, Gangtiefe und Gangzahl aufweist, wobei die Gangsteigung erfindungsgemäß kleiner ist, als die Gangsteigung des Axialabschnitts im Vorförderbereich 632. Nach dem Vorförderbereich 632 liegen der Fließbereich 633, ein weiterer Vorförderbereich 634, der genau einen Axialabschnitt mit einer konstanten Gangsteigung, Gangtiefe und Gangzahl aufweist und ein weiterer Fließbereich 635, der vor dem Rückförderbereich 636 liegt.
7 zeigt schematisch und nicht maßstäblich eine Dichtzone 731 in einer Schnecke 703 nach Aspekt 3. Die Ausrichtung der Schneckenachse und damit die axiale Richtung der Schnecke sind mit dem Pfeil 701 gekennzeichnet. Der Pfeil 702 kennzeichnet die Drehrichtung der Schnecke 703. Diese verläuft auf der Vorderseite der Zeichnung nach unten und damit in axialer Richtung betrachtet gegen den Uhrzeigersinn, bzw. nach links. Am axialen Ende der Passfedernut 706 liegt die gestrichelte Linie 711, die das axiale Ende der Schneckenaufnahmezone und damit den axialen Beginn der Dichtzone 731 kennzeichnet. Die gestrichelte Linie 712 kennzeichnet das axiale Ende der Dichtzone 731. Im axialen Bereich der Dichtzone 731 befindet sich eine Bohrung 751 im Zylinder 704 und eine Rohrleitung 752. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es sich bei der Bohrung 751 nicht um die Hauptzuführung des Verarbeitungsmaterials handelt. Die gestrichelte Linie 712 kennzeichnet den Beginn der Hauptzuführungszone. Der Druckverlust in der Rohrleitung 752 kann über die Drossel 753 gesteuert und/oder geregelt werden. Zu diesem Zweck sind ein Druckaufnehmer 755 und die Drossel 753 mit einer Steuereinheit 754 verbunden. Überschreitet der Druck, der mit dem Druckaufnehmer 755 gemessen wird, einen definierten Wert, wird die Drossel 753 geöffnet und dem Verarbeitungsmaterial ermöglicht, leicht durch die Rohrleitung 752 abzufließen. Des Weiteren ist die Steuereinheit 754 mit der Steuerung 756 des Extruders verbunden. So kann z.B. die Drossel 753 auch geöffnet werden, wenn die Schnecke angehalten wird, um dem Verarbeitungsmaterial während des Stillstands der Schnecke ein leichtes Abfließen durch die Rohrleitung 752 zu ermöglichen.
Die Figuren zeigen die Schnecke mit Dichtzone in sogenannten Einschneckenextrudern. Die erfindungsgemäßen Schnecken mit Dichtzone können aber auch auf sogenannten Doppelschneckenextrudern zum Einsatz kommen. Auch ist es denkbar, dass die Schnecken in Mehrwellenextrudern, wie z.B. so genannten Planetwalzenextrudern zum Einsatz kommen. Liegt mehr als eine Schnecke im Extruder vor, kann die erfindungsgemäße Ausgestaltung auf einer, mehreren oder allen Schnecken zum Einsatz kommen.
Wird ein sehr hohes Druckaufbaupotential benötigt, können in einer besonderen alternativen Ausgestaltung in mindestens einem Vorförderbereich Axialabschnitte mit unterschiedlichen Gangtiefen vorliegen.
Wird ein sehr hohes Druckaufbaupotential benötigt, können in einer besonderen alternativen Ausgestaltung mindestens zwei Vorförderbereiche vorliegen, die unterschiedliche Gangtiefen aufweisen
Die beschriebene Vorrichtung kann auch dazu verwendet werden Kautschuk, Gummi aufschmelzbare Lebensmittel oder andere aufschmelzbare Substanzen zu verarbeiten.
Bezugszeichenliste

101: Axiale Richtung der Schneckenachse
102: Drehrichtung der Schnecke
103: Schnecke
104: Zylinder
105: Bohrung im Zylinder
201: Axiale Richtung der Schneckenachse
202: Drehrichtung der Schnecke
203: Schnecke
204: Zylinder
205: Bohrung im Zylinder
206: Passfedernut
211: Gestrichelte Linie (Trennlinie) am Beginn der Schnecke
212: Gestrichelte Linie (Trennlinie) am Ende der Schneckenaufnahmezone (Beginn der Dichtzone)
213: Gestrichelte Linie (Trennlinie) am Beginn der Hauptzuführungszone (Ende der Dichtzone)
214: Gestrichelte Linie (Trennlinie) am Ende der Hauptzuführungszone
215: Gestrichelte Linie (Trennlinie) von Bereichen innerhalb der Dichtzone
231: Schneckenaufnahmezone
232: Dichtzone
233: Hauptzuführungszone
234: Fließbereich
235: Vorförderbereich
301: Axiale Richtung der Schneckenachse
302: Drehrichtung der Schnecke
303: Schnecke
304: Zylinder
305: Bohrung im Zylinder
306: Passfedernut
311: Gestrichelte Linie (Trennlinie) am Ende der Schneckenaufnahmezone (Beginn der Dichtzone)
312: Gestrichelte Linie (Trennlinie) von Bereichen innerhalb der Dichtzone
313: Gestrichelte Linie (Trennlinie) von Axialabschnitten innerhalb eines Vorförderbereichs
314: Gestrichelte Linie (Trennlinie) von Bereichen innerhalb der Dichtzone
320: Gestrichelte Linie (Trennlinie) am Beginn der Hauptzuführungszone (Ende der Dichtzone)
331: Fließbereich
332: Vorförderbereich
333: Fließbereich
334: Staubereich
335: Vorförderbereich
336: Fließbereich
337: Rückförderbereich
338: Fließbereich
401: Axiale Richtung der Schneckenachse
402: Drehrichtung der Schnecke
403: Schnecke
406: Passfedernut
411: Gestrichelte Linie (Trennlinie) am Ende der Schneckenaufnahmezone (Beginn der Dichtzone)
412: Gestrichelte Linie (Trennlinie) von Bereichen innerhalb der Dichtzone
413: Gestrichelte Linie (Trennlinie) von Axialabschnitten innerhalb eines Vorförderbereichs
414: Gestrichelte Linie (Trennlinie) von Bereichen innerhalb der Dichtzone
415: Gestrichelte Linie (Trennlinie) am Beginn der Hauptzuführungszone (Ende der Dichtzone)
431: Fließbereich
432: Vorförderbereich
433: Fließbereich
434: Axialabschnitt innerhalb eines Vorförderbereichs
435: Axialabschnitt innerhalb eines Vorförderbereichs
501: Axiale Richtung der Schneckenachse
502: Drehrichtung der Schnecke
503: Schnecke
506: Passfedernut
511: Gestrichelte Linie (Trennlinie) am Ende der Schneckenaufnahmezone (Beginn der Dichtzone)
512: Gestrichelte Linie (Trennlinie) von Bereichen innerhalb der Dichtzone
513: Gestrichelte Linie (Trennlinie) von Axialabschnitten innerhalb eines Vorförderbereichs
514: Gestrichelte Linie (Trennlinie) von Axialabschnitten innerhalb eines Vorförderbereichs
515: Gestrichelte Linie (Trennlinie) von Bereichen innerhalb der Dichtzone
516: Gestrichelte Linie (Trennlinie) am Beginn der Hauptzuführungszone (Ende der Dichtzone)
531: Fließbereich
532: Vorförderbereich
533: Fließbereich
534: Axialabschnitt innerhalb eines Vorförderbereichs
535: Axialabschnitt innerhalb eines Vorförderbereichs
536: Axialabschnitt innerhalb eines Vorförderbereichs
601: Axiale Richtung der Schneckenachse
602: Drehrichtung der Schnecke
603: Schnecke
606: Passfedernut
611: Gestrichelte Linie (Trennlinie) am Ende der Schneckenaufnahmezone (Beginn der Dichtzone)
612: Gestrichelte Linie (Trennlinie) am Beginn der Hauptzuführungszone (Ende der Dichtzone)
631: Fließbereich
632: Vorförderbereich
633: Fließbereich
634: Vorförderbereich
635: Fließbereich
636: Rückförderbereich
637: Fließbereich
701: Axiale Richtung der Schneckenachse
702: Drehrichtung der Schnecke
703: Schnecke
704: Zylinder
706: Passfedernut
711: Gestrichelte Linie (Trennlinie) am Ende der Schneckenaufnahmezone (Beginn der Dichtzone)
712: Gestrichelte Linie (Trennlinie) am Beginn der Hauptzuführungszone (Ende der Dichtzone)
731: Dichtzone
751: Bohrung im Zylinder
752: Rohrleitung
753: Drossel
754: Steuereinheit
755: Druckaufnehmer
756: Steuerung

Claims

Extruder mit mindestens einer Schnecke zur Verarbeitung eines mindestens teilweise schmelzeförmigen Verarbeitungsmaterials, wobei die Schnecke eine Dichtzone aufweist, wobei in der Dichtzone mindestens zwei Axialabschnitte AA₂₁ und AA₂₂ vorliegen, die sich in mindestens einem Vorförderbereich befinden, wobei in axialer Richtung betrachtet der Axialabschnitt AA₂₂ nach dem Axialabschnitt AA₂₁ liegt, wobei die Gangsteigung von Schneckenkanälen in Vorförderbereichen entgegen der Richtung der Drehbewegung der Schnecke weisen dadurch gekennzeichnet, dass der Axialabschnitt AA₂₁ eine höhere Gangzahl aufweist als der Axialabschnitt AA22 und bevorzugt der Axialabschnitt AA₂₁ eine höhere Gangsteigung aufweist als der Axialabschnitt AA₂₂.
Extruder nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass nach den zwei Axialabschnitten mindestens ein weiterer Axialabschnitt im gleichen Vorförderbereich oder einem anderen Vorförderbereich vorliegt, wobei mindestens einer der weiteren Axialabschnitte, bevorzugt alle weiteren Axialabschnitte eine Gangzahl und/oder eine Gangsteigung aufweist, die kleiner ist als die Gangzahl und/oder Gangsteigung des jeweils im gleichen oder einem anderen Vorförderbereich axial davor liegenden Axialabschnitts.
Extruder mit mindestens einer Schnecke zur Verarbeitung eines mindestens teilweise schmelzeförmigen Verarbeitungsmaterials, wobei die Schnecke eine Dichtzone aufweist, wobei die Dichtzone mindestens einen Vorförderbereich und mindestens einen Rückförderbereich aufweist, wobei in axialer Richtung betrachtet der Rückförderbereich nach dem Vorförderbereich liegt und der Vorförderbereich mindestens einen Axialabschnitt AA₃₁ aufweist und der Rückförderbereich mindestens einen Axialabschnitt AA₃₃ aufweist dadurch gekennzeichnet, dass der Axialabschnitt AA₃₁ eine höhere Gangsteigung aufweist als der Axialabschnitt AA33 und bevorzugt der Axialabschnitt AA₃₁ eine höhere Gangzahl aufweist als der Axialabschnitt AA₃₃.
Extruder nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Axialabschnitten AA₃₁ und AA₃₃ mindestens ein weiterer Axialabschnitt vorliegt, wobei der weitere Axialabschnitt im gleichen Vorförderbereich wie der Axialabschnitt AA₃₁ oder in einem anderen Vorförderbereich liegt, wobei der jeweils weitere Axialabschnitt eine niedrigere Gangsteigung aufweist als der jeweils im gleichen oder einem anderen Vorförderbereich axial davor liegende Axialabschnitt und bevorzugt der jeweils weitere Axialabschnitt eine niedrigere Gangzahl aufweist als der jeweils im gleichen oder einem anderen Vorförderbereich axial davor liegende Axialabschnitt.
Extruder nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der in axialer Richtung betrachtet letzte Axialabschnitt der sich in einem Vorförderbereich befindet in axialer Richtung mindestens 2-mal so lang ist wie der in axialer Richtung betrachtet erste Axialabschnitt der sich in einem Vorförderbereich befindet, besonders bevorzugt mindestens 3-mal so lang ist.
Extruder nach Anspruch 3 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Axialabschnitt AA₃₃, der sich in einem Rückförderbereich befindet, in axialer Richtung eine Länge von maximal 20% der axialen Länge der Dichtzone aufweist.
Extruder mit mindestens einer Schnecke zur Verarbeitung eines mindestens teilweise schmelzeförmigen Verarbeitungsmaterials, wobei die Schnecke eine Dichtzone aufweist dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtzone mindestens einen Vorförderbereich aufweist und eine Ableitung mindestens eines Teils des Verarbeitungsmaterials aus dem Extruder in der Dichtzone durch mindestens eine Komponente erfolgt, deren Druckverlust und/oder Durchfluss veränderbar ist, indem der Zustand mindestens eines Bauteils der Komponente gesteuert oder geregelt wird.
Extruder mit mindestens einer Schnecke zur Verarbeitung eines mindestens teilweise schmelzeförmigen Verarbeitungsmaterials, wobei die Schnecke eine Dichtzone aufweist, wobei die Dichtzone mindestens einen Vorförderbereich aufweist dadurch gekennzeichnet, dass eine Ableitung mindestens eines Teils des Verarbeitungsmaterials aus dem Extruder in der Dichtzone durch mindestens eine Komponente erfolgt, deren Druckverlust und/oder Durchfluss veränderbar ist, indem der Zustand mindestens eines Bauteils der Komponente gesteuert oder geregelt wird und die Steuerung des Bauteils an die Drehzahl und/oder den Durchsatz und/oder mindestens eine Temperatur des Extruders oder der Gesamtanlage, in der sich der Extruder befindet gekoppelt wird.
Extruder mit mindestens einer Schnecke zur Verarbeitung eines mindestens teilweise schmelzeförmigen Verarbeitungsmaterials, wobei die Schnecke eine Dichtzone aufweist, wobei die Dichtzone mindestens einen Vorförderbereich aufweist dadurch gekennzeichnet, dass eine Ableitung mindestens eines Teils des Verarbeitungsmaterials aus dem Extruder in der Dichtzone durch mindestens eine Komponente erfolgt, deren Druckverlust und/oder Durchfluss veränderbar ist, indem der Zustand mindestens eines Bauteils der Komponente gesteuert oder geregelt wird und die Steuerung des Bauteils mit einem Element gekoppelt wird, das ein Signal erzeugt, wenn Verarbeitungsmaterial in einen dafür nicht vorgesehenen Bereich strömt, bevorzugt in einen Fließbereich am Beginn der Dichtzone strömt.
Extruder nach Anspruch 8 und 9 dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil elektromotorisch, elektropneumatisch oder elektrohydraulisch gesteuert oder geregelt wird.